Выбор типа червяка и расчет его геометрических характеристик.
Согласно [1. табл. 12.3] для переработки ПП задаемся значением среднего градиента скорости 
. Определяем значение параметра
. (1.1)
Согласно рассчитанному значению параметра 
, из номограммы [1. рис. 12.4] определяем ориентировочный диаметр червяка для быстроходной машины Dop=90 мм.
Глубину нарезки червяка в зоне дозирования найдем по формуле:
(1.2)
число оборотов червяка:
(1.3)
По рассчитанным значениям D и n согласно [1. табл. 12.5] выбираем модель машины 4П 
, имеющую следующие технические характеристики: D=90 мм; L/D=25; nmax=125 мин-1; Nэ=26 кВт.
Согласно [1. табл. 12.4] принимаем тип червяка 2А с отношением h1/h3=4. При этом глубина нарезки в зоне загрузки будет 
.
Согласно [1. табл. 12.4] для червяка типа 2А принимаем 
; 
Далее принимаем шаг нарезки постоянным t=D=90 мм; ширину гребня витка e=0,06D=0,06*90=5,4; число заходов нарезки i=1.
При принятых параметрах червяка угол подъема нарезки витка:
(1.4)
ширина канала витка по нормали
(1.5)
Радиальный зазор между гребнем червяка и цилиндром принимаем 
. Согласно [1. табл. 12.3] назначаем следующий температурный режим переработки полиэтилена: температура расплава на выходе из зоны дозирования t = 190 
С: температура в формующей головке t 
= 190 С; температура загружаемых гранул t 
= 60 С; температура цилиндра в зоне загрузки t 
= 95 С; температура цилиндра в зоне плавления t 
= 240 С.
Расчет гидравлического сопротивления головки.
Для расчета сопротивления канал спроектированной трубной головки разбиваем на отдельные участки простейшей геометрической формы, опуская мелкие элементы.
Расчетная схема головки подобного преобразования приведена на рис. 1. Общее число участков 14.
Для удобства приведения расчета сгруппируем участки по общности геометрических признаков каналов: кольцевой канал – участки 0 –1, 2 – 3, 5 –6, 9 – 10; кольцевой канал переменного сечения с путевым расходом, который можно рассматривать как кольцевой канал со средним постоянным сечением, - участки 6 – 7, 8/ – 9; решетки с круглыми отверстиями – участки 7/ – 8, 13 –14; конический кольцевой канал с сужающейся щелью – участки 1 –2, 4 – 5, 12/ – 13; конический кольцевой канал со щелью постоянной высоты – участок 3 – 4; щелевой клиновидный канал - участки 10 – 11, 11 – 12..
Расчет сопротивления головки проведем для трех значений производительности 
; 
и 
.
При этом объемная производительность по расплаву полиэтилена при температуре 190 С составит
,
где 
- плотность расплава при 
Соответственно имеем; для 
; для 
.
Коэффициент геометрической формы 
и градиент скорости 
для кольцевого участка канала 0 - 1 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения 
; 
и 
взяты со схемы (см.рис.1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе 
находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при 
для кольцевого участка канала 1 –2 рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 1 – 2 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 2-3 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения 
; 
и 
взяты со схемы (см. рис.1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 3–4 рассчитываем по формулам:
,
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 3–4 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 4 –5 рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 4 – 5 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 5-6 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения 
; 
и 
взяты со схемы (см. рис.1).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 6-7 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения 
; 
и 
взяты со схемы (см. рис.1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы для круглого цилиндрического отверстия решетки на участке 7/-8 и градиент скорости при рассчитываем по формулам согласно [1. табл. 12. 6]:
;
,
Где 
– количество отверстий в решетке; 
- диаметр отверстия. Согласно [ 1. рис. 12.3] эквивалентная вязкость при 
и температуре в головке 
.
Потери давления на участке 7/ – 8 при находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 8/-9 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения 
; 
и 
взяты со схемы (см. рис. 1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 9-10 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; 
и 
взяты со схемы (см. рис. 1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости щелевого клиновидного канала на участке 10 – 11 рассчитываются соответственно по формулам согласно [1. табл. 12.6]:
,
где значения 
и 
взяты непосредственно с чертежа схемы канала;
,
где 
- число каналов.
Эффективная вязкость при 
и равна 
.
Потери давления на участке 10 – 11 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости щелевого клиновидного канала на участке 11 – 12 рассчитываются соответственно по формулам согласно [1. табл. 12.6]:
где значения и взяты непосредственно с чертежа схемы канала;
,
где - число каналов.
Эффективная вязкость при и равна .
Потери давления на участке 11 – 12 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 12 –13/ рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 12/ – 13 при
.
Коэффициент геометрической формы для круглого цилиндрического отверстия решетки на участке 13-14 и градиент скорости при 
рассчитываем по формулам согласно [1. табл. 12. 6]:
;
,
Где 
– количество отверстий в решетке; - диаметр отверстия. Согласно [ 1. рис. 12.3] эквивалентная вязкость при 
и температуре в головке 
.
Потери давления на участке 13-14 при находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 0 - 1 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис. 1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе 
находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 1 –2 рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 1 – 2 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 2-3 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис.1).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 3–4 рассчитываем по формулам:
,
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 3–4 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 4 –5 рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 4 – 5 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 5-6 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис. 1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 6-7 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис.1).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы для круглого цилиндрического отверстия решетки на участке 7/-8 и градиент скорости при рассчитываем по формулам согласно [1. табл. 12. 6]:
;
Где – количество отверстий в решетке; - диаметр отверстия. Согласно [ 1. рис. 12.3] эквивалентная вязкость при 
и температуре в головке 
.
Потери давления на участке 7/ – 8 при находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 8/-9 при рассчитаем по формулам:
;
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис. 1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 9-10 при рассчитаем по формулам:
;
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис.1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости щелевого клиновидного канала на участке 10 – 11 рассчитываются соответственно по формулам согласно [1. табл. 12.6]:
,
где значения и взяты непосредственно с чертежа схемы канала;
,
где - число каналов.
Эффективная вязкость при 
и равна 
.
Потери давления на участке 10 – 11 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости щелевого клиновидного канала на участке 11 – 12 рассчитываются соответственно по формулам согласно [1. табл. 12.6]:
,
где значения и взяты непосредственно с чертежа схемы канала;
,
где - число каналов.
Эффективная вязкость при и равна .
Потери давления на участке 11 – 12 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 12 –13/ рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 12/ – 13 при
.
Коэффициент геометрической формы для круглого цилиндрического отверстия решетки на участке 13-14 и градиент скорости при рассчитываем по формулам согласно [1. табл. 12. 6]:
;
Где – количество отверстий в решетке; - диаметр отверстия. Согласно [ 1. рис. 12.3] эквивалентная вязкость при 
и температуре в головке 
.
Потери давления на участке 13-14 при находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 0 - 1 при 
рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис.1.).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе 
находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 1 –2 рассчитываем по формулам:
,
где
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 1 – 2 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 2-3 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и взяты со схемы (см. рис.1).
Согласно [1. рис. 12.3] при температуре 190 С находим величины эффективной вязкости расплава в головке 
.
Потери давления на участке при расходе находим по формуле:
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 3–4 рассчитываем по формулам:
,
;
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 3–4 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости при для кольцевого участка канала 4 –5 рассчитываем по формулам:
,
где
Эффективная вязкость при 
и 
. Потери давления на участке 4 – 5 при
.
Коэффициент геометрической формы и градиент скорости для кольцевого участка канала 5-6 при рассчитаем по формулам:
;
.
Здесь значения ; и